范德华异质结中节能无外场非常规自旋轨道矩磁化翻转动力学
介观与纳米尺度物理
2025-02-27 v2 材料科学
应用物理
摘要
二维量子材料的范德华异质结为高效控制磁化动力学以实现非易失性自旋基器件提供了一个有前景的平台。然而，在全二维范德华异质结中，节能的无外场自旋轨道矩翻转和用于理解基本自旋轨道矩现象的自旋动力学实验至今仍缺乏。本文中，我们在由面外磁体Fe3GaTe2和拓扑Weyl半金属TaIrTe4组成的范德华异质结中，展示了节能的无外场自旋轨道矩翻转和可调磁化动力学。我们测量了TaIrTe4/Fe3GaTe2器件中的非线性二次谐波霍尔信号，以评估自旋轨道矩诱导的磁化动力学，其特征是大的、可调的面外阻尼类力矩。在室温下，以极低的电流密度实现了节能且确定性的无外场自旋轨道矩磁化翻转。第一性原理计算揭示了非常规电荷-自旋转换现象的起源，考虑了TaIrTe4的晶体对称性和电子结构。这些结果确立了全范德华异质结为实现节能、无外场和可调的自旋轨道矩基自旋电子器件提供了一条有前景的途径。
引用
@article{arxiv.2408.13095,
title = {Energy-efficient field-free unconventional spin-orbit torque magnetization switching dynamics in van der Waals heterostructures},
author = {Lalit Pandey and Bing Zhao and Karma Tenzin and Roselle Ngaloy and Veronika Lamparská and Himanshu Bangar and Aya Ali and Mahmoud Abdel-Hafiez and Gaojie Zhang and Hao Wu and Haixin Chang and Lars Sjöström and Prasanna Rout and Jagoda Sławińska and Saroj P. Dash},
journal= {arXiv preprint arXiv:2408.13095},
year = {2025}
}